OSPF链路状态路由协议-知识汇总

OSPF协议

OSPF开放式最短路径优先协议，是目前网路中应用最广泛的路由协议之一。属于内部网关路由协议，能够适应各种规模的网络环境，是典型的链路状态协议。

OSPF路由协议通过向全网扩散本设备的链路状态信息，使网络中每台设备最终同步一个具有全网链路状态的数据库，然后路由器采用SPF算法，以自己为根，计算到达其他网络的最短路径，最终形成全网路由信息。

管理距离：110
组播地址：224.0.0.5 224.0.0.6

OSPF采用SPF算法计算到达目的地的最短路径：
什么叫链路（LINK）？ =路由器接口
什么叫状态（State）? =描述接口状态以及其与邻居路由器之间的关系

OSPF metric

每个路由器都把自己当做根，并且给予累计成本（Cost值）来计算到达目的地的最短路径
Cost = 参数带宽（10^8）/接口带宽（b/s）

OSPF报文类型

Hello 发现和维护OSPF邻居关系
DBD 链路状态数据库描述信息（描述LSDB中LSA头部信息）
LSR 链路状态请求，向OSPF邻居请求链路状态信息
LSU 链路状态更新（包含一条或多条LSA）
LSAck 对LSU中的LSA进行确认

OSPF区域

• 在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表

• 减少了LSA泛红的范围，有效的把拓扑变化控制在区域内，提高了网络的稳定性

• 拓扑的变化影响可以只限制涉及本区域

• 多区域提高了网络的扩展性，有利于组建大规模的网络

OSPF的三张表

• 邻居表（neighbor table）:
  OSPF用邻居机制来发现和维持路由的存在，邻居表存储了双向通信的邻居关系OSPF路由器列表的信息

• 拓扑表（topology table）:
  OSPF用LSA（link state Advertisement 链路状态通告）来描述网络拓扑信息，然后OSPF路由器用拓扑数据库来存储网络的这些LSA

• OSPF路由表（routing table）
  对链路状态数据库进行SPF（Dijkstra）计算，而得出OSPF路由表

OSPF的基本运行步骤

• 步骤1： 建立邻接关系（Establish router adjacencies）

• 步骤2： 必要的时候进行DR的选举（Elect the DR/BDR）

• 步骤3： 发现路由（Discover toutes）

• 步骤4： 选择和设的路由器（Select appropriat routes）

• 步骤5： 维护路由信息（Maintain routing information）

建立邻接关系 -Hello包

• Hello包用来发现OSPF邻居并建立相邻关系，通过组播地址：224.0.0.5发送给ALLSPFRouters

• 通告两台路由器建立相邻关系所必须统一的参数

• 在以太网和帧中继网络等多路访问网络中选举指定路由器（DR）和备用指定路由器（BDR）

OSPF网络类型

LSA的泛红

• 为减小多路访问网络中的OSPF流量，OSPF会选举一个指定路由器（DR）和一个备用指定路由器（BDR）

• 选举规则：最高接口优先级被选作DR，如果优先级相等（默认为1），具有最高的路由器ID（Router-ID）的路由器被选举成DR，并且具有非抢占性

• 指定路由器（DR）：DR负责使用该变化信息更新其它所有OSPF路由器（DRother）

• 备用指定路由器（BDR）：BDR会监控DR的状态，并在当前DR发生故障时接替其角色

OSPF的配置

 Router(config)#router ospf process-id	//开启OSPF进程
 Router(config-router)#network address wildcard-mask area area-id	//宣告特定网络到OSPF区域

基本配置通配符掩码

• 通配符掩码是一个用于决定哪些IP地址位该精确匹配（0代表精确匹配）哪些地址位被忽略的32位数值，通常用于处理访问控制列表（ACL），OSPF和EIGRP等路由协议的网络通告

• 掩码：1位表示网络位；0位表示主机位。掩码用于区分IP地址中的网络及主机部分

• 通配符：1位表示无所谓；0位表示需严格匹配。通配符用于决定一个IP中的那些位该匹配

基本配置单区域

基本配置多区域

常用命令

Router#show ip ospf neighbor	//查看OSPF邻居表
Router#show ip route	//显示路由表的信息
Router#clear ip router *	//清除IP路由表的信息	
Router#debug ip ospf	//在控制台显示OSPF的工作状态

配置实例

配置各路由接口IP地址及环回口地址

Router(config)#ho R1
R1(config)#int e0/0
R1(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#int s1/0
R1(config-if)#ip add 13.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#int lo 0	//配置环回口IP地址
R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#

Router(config)#ho R2
R2(config)#int e0/0
R2(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int s1/0
R2(config-if)#ip add 24.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int lo 0	
R2(config-if)#ip add 2.2.2.2 255.255.255.0
R2(config-if)#

Router(config)#ho R3
R3(config)#int e0/0
R3(config-if)#ip add 34.1.1.3 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int s1/0
R3(config-if)#ip add 13.1.1.3 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int lo 0	
R3(config-if)#ip add 3.3.3.3 255.255.255.0
R3(config-if)#

Router(config)#ho R4
R4(config)#int e0/0
R4(config-if)#ip add 34.1.1.4 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#int s1/0
R4(config-if)#ip add 24.1.1.4 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#int lo 0	
R4(config-if)#ip add 4.4.4.4 255.255.255.0
R4(config-if)#

配置OSPF

R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#network 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#network 13.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R1(config-router)#end
R1#

R2(config)#router ospf 2
R2(config-router)#network 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)#network 24.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)#network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
R2(config-router)#end
R2#

R3(config)#router ospf 3
R3(config-router)#network 13.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)#network 34.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)#network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0
R3(config-router)#end
R3#

R4(config)#router ospf 4
R4(config-router)#network 24.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R4(config-router)#network 34.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R4(config-router)#network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 0
R4(config-router)#end
R1#